Crédits: Thérapie génique dans le traitement de la cécité, Inserm/Dubus, Elisabeth

Des chercheurs de Généthon, le laboratoire de l’AFM-Téléthon, et de l’Inserm, en collaboration avec la biotech américaine Selecta Biosciences, démontrent la possibilité de ré-administrer une thérapie génique par vecteur AAV (virus adéno-associé), sans réponse immunitaire, grâce à des nanoparticules de rapamycine, un immunosuppresseur. Une première scientifique, dont les résultats sont publiés ce jour dans la revue Nature Communications, qui, à terme, renforcera l’efficacité thérapeutique de la thérapie génique.

La thérapie génique consiste à injecter un gène-médicament dans un organisme grâce un vecteur, un « moyen de transport » capable de franchir toutes les barrières biologiques de la cellule jusqu’au noyau. Les vecteurs les plus utilisés sont dérivés de virus, notamment AAV (virus adéno-associé). Les vecteurs AAV sont notamment utilisés pour la thérapie génique du muscle, du foie, de l’oeil… Une des limites de ces vecteurs est que, une fois injectés, ils induisent une réaction immunitaire du sujet traité rendant impossible la ré-administration du produit de thérapie génique, pourtant parfois nécessaire pour assurer l’efficacité d’un traitement sur le long terme, en particulier dans les applications systémiques (corps entier) et/ou pédiatriques.

C’est pourquoi une équipe de Généthon / Inserm dirigée par le Dr Federico Mingozzi, a cherché à contourner cet obstacle biologique et rendre ainsi l’organisme des malades tolérant à une seconde injection de thérapie génique par AAV. Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé des nanoparticules de rapamycine, un immunosuppresseur connu, développées par la biotech américaine Selecta Biosciences, qu’ils ont injecté simultanément à un vecteur AAV par voie intraveineuse. Ils ont constaté, sur des modèles animaux, que cette administration simultanée inhibe les réactions immunitaires de l’organisme.

Cette première scientifique est prometteuse pour le traitement des maladies génétiques rares car, si l’efficacité de cette technique est confirmée, elle permettrait de traiter les malades dès les premiers signes de la maladie et de réinjecter un médicament de thérapie génique si l’effet thérapeutique devait s’atténuer avec le temps.

« Lorsque nous envisageons un traitement par thérapie génique, en l’occurrence pour des maladies rares, nous savons que nous ne pouvons injecter les patients qu’une seule fois donc il faut être sûr d’intervenir au bon moment. Par exemple, pour la maladie de Crigler-Najjar, nous avons fait le choix de traiter à partir de l’âge de maturité du foie (10 ans) pour que l’efficacité du traitement soit optimale. Si les prochaines études, qui sont déjà en cours, devaient confirmer l’efficacité de cette nouvelle technique, l’approche sera différente et nous pourrions traiter les enfants beaucoup plus tôt » souligne Federico Mingozzi, chercheur à Généthon et directeur de recherche à l’Inserm.

« Cette première scientifique est une nouvelle démonstration de la capacité d’innovation de notre laboratoire Généthon et de la qualité de nos chercheurs qui, sans cesse, imaginent, développent et innovent pour faire émerger de nouvelles solutions thérapeutiques pour les maladies rares. Cette avancée prometteuse ouvre de nouvelles perspectives pour la thérapie génique et de nouveaux espoirs pour les malades. » déclare Frédéric Revah, directeur général de Généthon.

Une mutation du gène IRF4 nous désarme face à la bactérie T.whipplei.

Une équipe franco-américaine associant des chercheurs de l’Inserm, de l’Université Paris-Descartes, et des médecins regroupés au sein de l’Institut Imagine à l’hôpital Necker-Enfants Malades AP-HP et de l’Université Rockefeller à New-York a découvert une cause génétique de la maladie de Whipple, pathologie intestinale chronique. En étudiant une famille dont 4 membres ont développé les symptômes, l’équipe a constaté que la mutation du gène IRF4 provoque une déficience de la réponse immunitaire face à la bactérie Tropheryma whipplei, à l’origine de la maladie. Cette bactérie, commune et rencontrée par de nombreux individus, provoque alors chez les porteurs de la mutation une infection chronique potentiellement mortelle sans traitement. Avec cette découverte, le premier pas vers une explication génétique de la maladie a été fait.

Infection bactérienne chronique, la maladie de Whipple se déclare autour de l’âge de 50 ans et peut entraîner des signes cliniques tels que diarrhées, syndrome de malabsorption, fièvre, perte de poids, atteintes articulaires, cardiovasculaires ou du système nerveux central. En l’absence ou en cas d’échec d’un traitement antibiotique, elle peut évoluer jusqu’à la mort.

La maladie est provoquée par Tropheryma whipplei, une bactérie que nous sommes nombreux à rencontrer dans notre vie (jusqu’à 50% des membres de certaines populations en sont porteurs), mais qui affecte une très faible partie des individus : seul un sujet sur un million développe les symptômes de la maladie.

L’équipe menée par le Pr. Jean-Laurent Casanova, directeur du laboratoire de génétique humaine des maladies infectieuses à l’Institut Imagine – Inserm, Université Paris Descartes, AP-HP-, membre du service d’immunologie-hématologie et rhumatologie pédiatrique de l’Hôpital Necker-Enfants malades AP-HP, le Dr Jacinta Bustamante, enseignant-chercheur dans le même laboratoire et au sein du centre de diagnostic des déficits immunitaires à l’Hôpital Necker-Enfants malades AP-HP, et le Dr. Laurent Abel, co-directeur du laboratoire de génétique humaine des maladies infectieuses à Imagine, a constaté que plusieurs familles comptent plusieurs membres touchés par la maladie, évoquant une origine génétique.

Le chercheur Antoine Guérin, premier auteur de l’article scientifique sur cette découverte, a étudié une famille française comprenant 5 porteurs sains et 4 membres touchés par la maladie. Ces 4 patients sont tous porteurs d’une mutation du gène IRF4, qui code pour la production d’une protéine ayant un rôle clé dans l’immunité, et rendue non fonctionnelle par cette mutation. Le dysfonctionnement de ce gène rend ces patients vulnérables à une infection par T. whipplei. L’étude met également en évidence le mode de transmission de la maladie, héréditaire, autosomale dominante : hériter d’un seul allèle muté suffit à être atteint.

Avec cette étude et la découverte de cette mutation, l’équipe de recherche pose la première pierre d’une explication génétique de la maladie. Le séquençage d’une cohorte de patients n’a pas retrouvé d’autres mutations du même gène montrant ainsi une hétérogénéité génétique de la maladie. Il reste à trouver et comprendre le mécanisme de déficience immunitaire causée par la mutation du gène et à trouver d’autres mutations génétiques qui peuvent expliquer la vulnérabilité face à la maladie.

Cette avancée permet de comprendre pourquoi certains patients exposés à la bactérie sont malades ou non, d’améliorer le diagnostic, le conseil génétique aux familles et la prise en charge de patients présentant les signes de la maladie.

©Inserm/Féo, Claude

Grâce à la technique d’édition génomique CRISPR-Cas9, des chercheurs de l’Inserm, de l’hôpital Necker-Enfants malades-AP-HP, et de l’Université Paris Descartes au sein de l’Institut Imagine ont réussi à réactiver un gène qui pourrait améliorer l’aspect des globules rouges des malades atteints d’hémoglobinopathies telles que la drépanocytose et la bêta-thalassémie. Les équipes d’Annarita Miccio, chercheuse Inserm, du Pr. Marina Cavazzana AP-HP et Isabelle André-Schmutz, chercheuse Inserm font état de cette nouvelle piste de recherche et de traitement des β-hémoglobinopathies dans la revue Blood.

Des millions de personnes sont touchées par les formes sévères de ces maladies dans le monde. Elles se caractérisent par une altération de l’expression du gène codant pour la globine-β : l’un des composants essentiels de l’hémoglobine. Ces altérations peuvent mener à un défaut d’expression de la globine-β, comme dans le cas des β-thalassémies, ou par une agrégation de l’hémoglobine en fibrilles conduisant à la déformation des globules rouges, dans le cas de la drépanocytose.

Le laboratoire d’Annarita Miccio, chercheuse Inserm, s’est tout particulièrement intéressé aux mécanismes de réactivation de l’hémoglobine fœtale. Cette hémoglobine a la particularité de comporter, en lieu et place de la globine-β, une autre globine, appelée globine-γ, qui n’est exprimée qu’au cours du développement fœtal.

La plupart des patients souffrant de β-hémoglobinopathies disposent d’une forme non altérée du gène codant pour cette protéine. Sa réactivation chez les patients thalassémiques et drépanocytaires permettrait de remplacer la globine-β mutée par la globine-γ. Ce changement conduirait à une amélioration sensible de l’état des globules rouges observée pour ces maladies et donc des symptômes associés (douleurs liées aux crises vaso-occlusives dans la drépanocytose ou correction de l’anémie dans les deux maladies).

Les résultats montrent que certaines séquences génétiques responsables du blocage de l’expression de la globine-γ peuvent être modifiées, notamment une séquence d’ADN qui freine la production de globine γ après la phase de développement fœtal. Sa suppression, à l’aide des « ciseaux génétiques » CRISPR/Cas9, réactive la synthèse de globine-γ à des taux suffisants pour être envisagés à l’avenir en protocole thérapeutique. Cette étude améliore également l’état des connaissances sur le mécanisme de régulation de l’expression des globines γ à β au cours de notre développement.

Elle contribue également au développement de protocoles thérapeutiques curatifs pour ces maladies dont la majorité des traitements actuels demeurent symptomatiques et très lourds pour les patients.